數(shù)電課程設(shè)計音量控制

實用文檔文案大全目錄摘要…………………………2一設(shè)計任務(wù)說明…………………3二工作原理，具體工作過程分析………41方框圖………………42具體工作過程分析……………5三單元功能電路的設(shè)計………61BCD-七段顯示器………………6274HC160譯碼器………………73555多諧振蕩器………………84發(fā)光二極管………………………95電阻…………………106電容…………………10774HC42譯碼器…………………118555單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器……………12四結(jié)論…………………14五參考文獻…………14六附錄……………………151元器件明細表，備注………152仿真電路………………………16七設(shè)計總結(jié)，心得體會………13摘要：1基本內(nèi)容本設(shè)計是在前導(dǎo)驗證性認知實驗的基礎(chǔ)上，進行更高層次的命題設(shè)計實驗——十二級數(shù)字音量控制電路，在教師指導(dǎo)下獨立查閱資料、設(shè)計、數(shù)字電路知識，解決電子線路中常見實際問題的能力，積累實際電子制作經(jīng)驗，目的在于鞏固基礎(chǔ)、注重設(shè)計、培養(yǎng)技能、追求創(chuàng)新、走向?qū)嵱谩?用途本文將介紹一種由數(shù)字電路構(gòu)成音量電路的設(shè)計方法。3特點一設(shè)計任務(wù)說明數(shù)字音量控制電路是用于控制和調(diào)節(jié)揚聲器音量的，音量從低到高分為1~12級，要求如下：1、音量由一個按鈕控制。每按一次為一個音量級別，從0級到11級不斷循環(huán)；2、設(shè)計相應(yīng)電路來控制輸出音量的大?。?、選擇的音量級別應(yīng)有LED顯示功能；4、要求將最大音量級和最小音量級分別用持續(xù)2s的不同聲音提示；5、各音量級別用其相應(yīng)的指示燈指示音量大?。?、要求設(shè)計出完整的音頻信號放大電路，包括電壓放大和功率放大電路；7﹑分析課題要求，搞清數(shù)字音量控制電路的工作原理，擬定總體設(shè)計方案，畫出系統(tǒng)的組成框圖；8﹑設(shè)計完成單元功能電路，包括敘述單元電路工作原理，所用電路器件的選擇和必要的參數(shù)計算；9﹑畫出十二級數(shù)字音量控制電路的設(shè)計電路圖；10﹑寫出設(shè)計說明書。二工作原理，具體工作過程分析1方框圖BCD-七段顯示器BCD-七段顯示器提示音指示燈譯碼器提示音指示燈譯碼器 計數(shù)器計數(shù)器555單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器（產(chǎn)生脈沖，定時，延遲）555單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器（產(chǎn)生脈沖，定時，延遲）2具體工作過程分析（1）555單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器產(chǎn)生脈沖，經(jīng)過開關(guān)，驅(qū)動74HC160譯碼器。（2）74HC160譯碼器分別與74HC42譯碼器和BCD-七段顯示器相連接。（3）74HC42譯碼器輸出為高電平，分別經(jīng)過或非門和非門產(chǎn)生低電平，使發(fā)光二極管發(fā)光，并通過4個多諧振蕩器使兩個蜂鳴器發(fā)出聲音。（4）每按一次按鈕，BCD-七段顯示器顯示音量級別。三單元功能電路的設(shè)計⑴BCD-七段顯示器工作原理：BD4511是一組用來作為BCD對共陰極LED七段顯示器譯碼的包裝。其引腳圖，與真值表圖所示，其各引腳功能如下：電子LT：做燈泡測試用，當(dāng)LT=0，則不論其它輸入狀態(tài)為何，其輸出ABCDEFG=1111111，使七段顯示器全亮，即顯示8，以便觀測七段顯示器是否正常。當(dāng)LT=1，則正常解碼。計算公式大全：空白輸入控制，當(dāng)BI=0(LT為1時)則不論DA,DC,DB,DA之輸入為何，其輸出ABCDEFG皆為0，即七段顯示器完全不亮，此腳可供使用者控制僅對有效數(shù)據(jù)譯碼，避免在無意義的數(shù)據(jù)輸入時顯示出來造成字型的系亂。LE：數(shù)據(jù)栓鎖致能控制；在BD4511中，不但具譯碼功能，更具有數(shù)據(jù)栓鎖的記憶功能。當(dāng)LE=0時(LT=1且BI=1)，數(shù)據(jù)會被送入IC的緩存器中保存，以供譯碼器碼；當(dāng)LE=1時，則IC中的暫存器會關(guān)閉，僅保存原來在LE=0時的DCBA數(shù)據(jù)供譯碼器譯碼。換句話說當(dāng)LE=1時，不論DCBA的輸入數(shù)據(jù)為何，皆不影響其輸出，其輸出ABCDEFG仍保留原來在LE由0轉(zhuǎn)為1以前的資料。(2)74HC160譯碼器工作原理：CLK~CLR~LOADENPEND功能×0×××異步清零↑10××同步置數(shù)×1101保持（包括ＲＣＯ的狀態(tài)）×11×0保持（RCO=0）↑1111同步計數(shù)（3）555多諧振蕩器工作原理：多諧振蕩器是能產(chǎn)生矩形波的一種自激振蕩器電路，由于矩形波中除基波外還含有豐富的高次諧波，故稱為多諧振蕩器。間來回轉(zhuǎn)換，故又稱它為無穩(wěn)態(tài)電路。由555所示，R3，R4，C3和C4是外接定時元件，電路中將高電平觸發(fā)端（6腳）接到R4的連接處，將放電端（7腳）接到R4的連接處，由于接通電源瞬間，電容C來不及充電，電容器兩端電壓uc1/3）Vcc，故高電平VTR4，對電容C充電，使電壓uc按指數(shù)規(guī)律上升，當(dāng)uc上升到（）Vcc時，輸出uo為低電平，放電管VT導(dǎo)通，把uc從（1∕3）2/3）的長短與電容的充電時間有關(guān)。由于放電管VT導(dǎo)通，電容C通過電阻R9和放電管放電，電路進人第二暫穩(wěn)態(tài).其維持時間TPL的長短與電隨著C的放電，uc下降，當(dāng)uc下降到（1/3）時，輸出uo。為高電平，放電管VT截止，Vcc再次對電容c充電，不難理解，uc電壓總是在（1/3～2/3）Vcc之間變化。下圖所示為工作波形。發(fā)光二極管工作原理：通過將電壓加在LED的PN結(jié)兩端，使PN結(jié)本身形成一個能級（實際上，是一系列的能級），然后電子在這個能級上躍變并產(chǎn)生光子來發(fā)光的。電阻工作原理：在物理學(xué)中，用電阻來表示導(dǎo)體對電流阻礙作用的大小。導(dǎo)體的電阻越大，表示導(dǎo)體對電流的阻礙作用越大。不同的導(dǎo)體，電阻一般不同，電阻是導(dǎo)體本身的一種特性。電阻元件是對電流呈現(xiàn)阻礙作用的耗能元件。因為物質(zhì)對電流產(chǎn)生的阻礙作用，所以稱其該作用下的電阻物質(zhì)。電阻將會導(dǎo)致電子流通量的變化，電阻越小，電子流通量越大，反之亦然。電阻元件的電阻值大小一般與溫度，材料，長度，還有橫截面積有關(guān)，衡量電阻受溫度影響大小的物理量是溫度系數(shù)，其定義為溫度每升高1℃時電阻值發(fā)生變化的百分數(shù)。電容工作原理：首先電容器的組成：由兩片相互接近并相互絕緣的導(dǎo)體組成。因為有絕緣介質(zhì)，所以在直流電中看作是絕緣（在擊穿電壓下）。

在交流電中，因為電流的方向是隨時間成一定的函數(shù)關(guān)系變化的，而電容器充放電的過程是有時間的，這個時候，在極板間形成變化的電場，也就是說在交流電中，電流是通過場的形式在電容器間通過的。（7）74HC42譯碼器工作原理：譯碼是編碼的逆過程，它的功能是將具有特定含義的二進制碼進行辨別，并轉(zhuǎn)換成控制信號，具有譯碼功能的邏輯電路稱為譯碼器。74HC42為二—十進制譯碼器，具有4個輸入端和10個輸出端。輸入信號采用8421BCD碼，二進制數(shù)0000—1001與十進制數(shù)0—9對應(yīng)。當(dāng)輸入超過這個范圍是無效，10個輸出端均為高電平。7442電路沒有使能端，因此只要輸入在規(guī)定范圍內(nèi)，就會有一個輸出端為低電平。（8）555單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器工作原理：在觸發(fā)信號作用下，電路將由穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)，暫穩(wěn)態(tài)是一個不能長久保持的狀態(tài)，由于電路中延時環(huán)節(jié)的作用，經(jīng)過一段時間后，電路會自動返回到穩(wěn)態(tài)，并在輸出端獲得一個脈沖寬度為tw的tw由555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路及工作波形如圖1所示。圖中R，C輸人的觸發(fā)信號ui接在低電平觸發(fā)端（2腳）。穩(wěn)態(tài)時，輸出uo為低電平，即無觸發(fā)器信號（ui為高電平）時，——輸出低電平。在ui1/3）Vcc，觸發(fā)信號，輸出uoVT截止，電路進入暫穩(wěn)態(tài)，定時開始。Vcc→R→CT＝，uc按指數(shù)規(guī)律上升。當(dāng)電容兩端電壓uc上升到（2/3）Vcc后，6端為高電平，輸出uo變?yōu)榈蚔T導(dǎo)通，定時電容C充電結(jié)束，即暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束。電路恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)uo為低電平的狀態(tài)。當(dāng)?shù)诙€觸發(fā)脈沖到來時，又重復(fù)上述過程。工作波形圖如圖所示：四結(jié)論此次設(shè)計的十二級數(shù)字音量控制器滿足課程設(shè)計任務(wù)書的要求。每按一個音量按鈕控制為一個音量級別，從小到大不斷循環(huán)，并有LED、指示燈指示音量大小，其中最大音量級別和最小音量級別伴隨著持續(xù)兩秒的聲音提示。五參考文獻[1]康華光主編《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）》高等教育出版社[2]康華光主編《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）》高等教育出版社[3]陳大欽主編《電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗（第二版）》高等教育出版社[4]王廷才趙德申主編《電工電子技術(shù)EDA仿真實驗》機械工業(yè)出版社六附錄1元器件明細表，備注元器件名稱型號數(shù)量BCD-七段顯示器2個譯碼器74HC45112個譯碼器74HC1602個555單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器1個蜂鳴器2個發(fā)光二極管12個電阻9個電源5V5個非門10個或非門4個與非門1個開關(guān)1個接地電源11個電容12個555多諧振蕩器4個2仿真電路七設(shè)計總結(jié)，心得體會迎來了考試之后的第一次電子課程設(shè)計，好奇的等著老師去教室布置任務(wù)，當(dāng)拿到布置的題目時，不知道如何入手。畢竟課程設(shè)計不同于實驗，電路圖和程序都要自己設(shè)計。靜下心來，仔細分析題目，再加上指導(dǎo)老師的說明與提示和同組成員的幫助，心中有些想法。首先，將整個系統(tǒng)根據(jù)不同的功能化分成模塊，再分別進行設(shè)計，逐個攻破，最后再將其整合即可。用Multisim進行設(shè)計，首先應(yīng)該理解，Multisim是美國國家儀器（NI）有限公司推出的以Windows為基礎(chǔ)的仿真工具，適用于板級的模擬/數(shù)字電路板的設(shè)計工作。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。Multisim提煉了SPICE仿真的復(fù)雜內(nèi)容，這樣工程師無需懂得深入的SPICE技術(shù)就可以很快地進行捕獲、仿真和分析新的設(shè)計，這也使其更適合電子學(xué)教育。通過Multisim和虛擬儀器技術(shù)，PCB設(shè)計工程師和電子學(xué)教育工作者可以完成從理論到原理圖捕獲與仿真再到原型設(shè)計和測試這樣一個完整的綜合設(shè)計流程。但是試驗中也出現(xiàn)了一些不熟練的操作問題和一些復(fù)雜程序的不能完全理解都需要我在平時多學(xué)習(xí)，進一步的完善自己。在課程設(shè)計過程中經(jīng)常會遇到一些自己可能暫時無法想明白的問題，請教同學(xué)或老師是很好的做法，節(jié)省時間也會從別人身上學(xué)到更多。在設(shè)計時和同學(xué)相互交流各自的想法也是很重要的，不同的人對問題的看法總有差異，我們可以從交流中獲得不同的思路，其他人的設(shè)計一定有比你出色的地方，很好的借鑒，并在大家的商討中選擇最優(yōu)方案最終一定會得到最好的設(shè)計方法。電子技術(shù)課程設(shè)計是配合電子技術(shù)基礎(chǔ)課程與實驗教學(xué)的一個非常重要的教學(xué)環(huán)節(jié)。它不但能鞏固我們已所學(xué)的電子技術(shù)的理論知識，而且能提高我們的電子電路的設(shè)計水平，還能加強我們綜合分析問題和解決問題的能力，進一步培養(yǎng)我們的實驗技能和動手能力，啟發(fā)我們的創(chuàng)新意識幾創(chuàng)新思維。整個課程設(shè)計過程我都認真地完成了，對此，我總結(jié)了以下幾點：同合作才能研究出最好的方案。我們將理論聯(lián)系實際，在交流中取得進步，從問題中提高自己。第二，本次課程設(shè)計加深了我對Multism技術(shù)的進一步深入理解。熟悉了Multism軟件的優(yōu)缺點，為我以后更好地運用Multism奠定了良好的基礎(chǔ)。第三，通過這次課程設(shè)計，使我受益頗多。了解到課程實習(xí)設(shè)計是開端，連地分析實際問題，通過查資料、分析資料及請教老師和同學(xué)等多種途徑，獨立解決問題。同時，也培養(yǎng)了我認真嚴謹?shù)膽B(tài)度。對于這兩周的課程設(shè)計感受頗多。尤其是剛開做的時候可以說是沒有什么頭緒，甚至連設(shè)計軟件也沒能很好的掌握其使用方法。所以在做的時候也就有些棘手了，一個十二級數(shù)字音量控制電路的仿真電路并很好地將其運行的時候，的那么復(fù)雜，當(dāng)時心里很高興。其實話說回來，課程設(shè)計的目的就是將課本上基礎(chǔ)的和重點的知識很好的運用到了實際中。只要掌握好課本中的基本知識，但是在對所需知識掌握的前提下，還要有一定的實踐能